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电赛FDC2214手势识别装置改进(基于手势识别控制舵机)

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ID:349706 发表于 2018-11-6 14:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
2018年电子设计大赛省赛题制作方案改进，变成基于手势识别控制舵机
可用于实现开关锁之类的小活动
剪刀模拟识别开锁
石头关锁
其他功能详见代码

单片机源程序如下:
  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2. #include "delay.h"
  3. #include "key.h"
  4. #include "sys.h"
  5. #include "usart.h"
  6. #include "myiic.h"
  7. #include "FDC2X2X_CMD.h"
  8. #include "FDC2214.h"
  9. #include "DataScope_DP.h"
  10. #include "OLED.h"
  11. #include "IMG.h"
  12. #include "TIM.h"
  13. #include "LED.h"



  17. #define VOLUME 1000

  19. //接线方式：
  20. //ch0：拇指
  21. //ch1：手掌
  22. //ch2：食指
  23. //ch3：中指
  24. //ch4：无名指
  25. //ch5：小指
  26. u8 STA;
  27. u8 pwm;
  28. u8 STA_num;
  29. u8 STA_num_1;



  33. #define HAND_FORMS_ONE 0x06
  34. #define HAND_FORMS_TWO 0x0e
  35. #define HAND_FORMS_THREE 0x1e
  36. #define HAND_FORMS_FOUR 0x3e
  37. #define HAND_FORMS_FIVE 0x3f
  38. #define HAND_FORMS_SIX 0x23
  39. #define HAND_FORMS_SIVEN 0x0f
  40. #define HAND_FORMS_EIGHT 0x07
  41. #define HAND_FORMS_NINE 0x03
  42. #define HAND_FORMS_TEN 0x02

  44. #define HAND_FORMS_JD 0x0e
  45. #define HAND_FORMS_ST 0x02
  46. #define HAND_FORMS_B 0x3f

  48. #define FINGER_PIANO_1 ((0x03) &0xfd)
  49. #define FINGER_PIANO_2 ((0x06) &0xfd)
  50. #define FINGER_PIANO_3 ((0x0a) &0xfd)
  51. #define FINGER_PIANO_4 ((0x12) &0xfd)
  52. #define FINGER_PIANO_5 ((0x22) &0xfd)

  54. //**特别注意：使用时SDA、SCL要接4.7K上拉电阻，地址线接地**//
  55. //**寄存器值的读取及电容的计算具体在 FDC2214_read_CHx() 中**/

  57. float i;//for循环专用变量
  58. u8 s[100];//sprintf

  60. void Data_BackUp()
  61. {
  62.         BKP->DR1=(u32)FDC_CH0.Threshold;
  63.         BKP->DR2=((u32)FDC_CH0.Threshold>>16);
  64.         BKP->DR3=(u32)FDC_CH1.Threshold;
  65.         BKP->DR4=((u32)FDC_CH1.Threshold>>16);
  66.         BKP->DR5=(u32)FDC_CH2.Threshold;
  67.         BKP->DR6=((u32)FDC_CH2.Threshold>>16);
  68.         BKP->DR7=(u32)FDC_CH3.Threshold;
  69.         BKP->DR8=((u32)FDC_CH3.Threshold>>16);
  70.         BKP->DR9=(u32)FDC_CH4.Threshold;
  71.         BKP->DR10=((u32)FDC_CH4.Threshold>>16);
  72.         BKP->DR11=(u32)FDC_CH5.Threshold;
  73.         BKP->DR12=((u32)FDC_CH5.Threshold>>16);
  74. }

  76. void Data_Load()
  77. {
  78.         FDC_CH0.Threshold = (float)(BKP->DR1 | (BKP->DR2<<16) );
  79.         FDC_CH1.Threshold = (float)(BKP->DR3 | (BKP->DR4<<16) );
  80.         FDC_CH2.Threshold = (float)(BKP->DR5 | (BKP->DR6<<16) );
  81.         FDC_CH3.Threshold = (float)(BKP->DR7 | (BKP->DR8<<16) );
  82.         FDC_CH4.Threshold = (float)(BKP->DR9 | (BKP->DR10<<16) );
  83.         FDC_CH5.Threshold = (float)(BKP->DR11| (BKP->DR12<<16) );

  85. }

  87. int main(void)
  88. {
  89.         pwm=190;
  90.         delay_init();                     //延时函数初始化          
  91.         OLED_Init();
  92.         OLED_ShowString(10,32,"Loading...");OLED_Refresh_Gram();
  93.         NVIC_Configuration();          //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
  94.         uart_init(256000);                 //串口初始化为9600
  95.         uart5_init(9600);

  97.         KEY_Init();       
  98.         LED_Init();


  101.         //开启后备寄存器
  102.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR,ENABLE);//开启后备电源
  103.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_BKP,ENABLE);//开启后备寄存器
  104.         PWR->CR|=0x00100;//取消后备寄存器的写保护

  106.         FDC2214_Init();
  107.         FDC2214_Init_2();
  108. //        Read_REG();
  109. //        Read_REG_2();
  110.        
  111.        
  112.         TIM_1_PWM_Init(7199,0);//不分频。PWM频率=72000/(7199+1)=10Khz
  113.         TIM2_PWM_Init(199,7199);//不分频。PWM频率=72000/(7199+1)/(199+1)=50hz

  115.         TIM1->CCR4=0;//比较值,音量设置
  116.         TIM1->PSC=0;  //预分频系数，频率设置
  117. //        delay_ms(10000);

  119.         while(1)
  120.         {
  121.                 static int timer=19;
  122.                 static u8 step=3;
  123.                 static u8 mode=0;//0:划拳//1：猜拳//2：手指琴//3：划拳（扩充）
  124.                 static u8 mode_1=5;
  125.                 static u8 key_sta;
  126.                 delay_ms(10);
  127.                
  128.                 Date_Back(0);//刷新数据并上传给上位机
  129.                
  130.                 switch(STA)
  131.                 {
  132.                         case HAND_FORMS_ONE :        STA_num=1;                break;
  133.                         case HAND_FORMS_TWO :        STA_num=2;                break;
  134.                         case HAND_FORMS_THREE:        STA_num=3;                break;
  135.                         case HAND_FORMS_FOUR :        STA_num=4;                break;
  136.                         case HAND_FORMS_FIVE :        STA_num=5;                break;
  137.                         case HAND_FORMS_SIX :        STA_num=6;                break;
  138.                         case HAND_FORMS_SIVEN:        STA_num=7;                break;
  139.                         case HAND_FORMS_EIGHT:        STA_num=8;                break;
  140.                         case HAND_FORMS_NINE :        STA_num=9;                break;
  141.                         case HAND_FORMS_TEN :        STA_num=10;                break;
  142.                         default :                                STA_num=0;                break;
  143.                 }
  144.                
  145. //                if( (STA_num_1 != STA_num) || (mode_1 != mode) )
  146. //                {
  147.                         while((UART5->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
  148.                         UART5->DR = (u8)'*';  
  149.                         while((UART5->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
  150.                         UART5->DR = (u8) mode;  
  151.                         while((UART5->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
  152.                         UART5->DR = (u8) STA_num;  
  153.                         while((UART5->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
  154.                         UART5->DR = (u8) '#';
  155. //                }
  156.                 STA_num_1=STA_num;
  157.                 mode_1=mode;
  158.                
  159.                 switch(step)
  160.                 {
  161.                         case 0://校准Normal值
  162.                                
  163.                                 if(timer<=0)//倒计时时间到
  164.                                 {
  165.                                         FDC_CH0.Normal=From_History_Get_Average(FDC_CH0.History,10);
  166.                                         FDC_CH1.Normal=From_History_Get_Average(FDC_CH1.History,10);
  167.                                         FDC_CH2.Normal=From_History_Get_Average(FDC_CH2.History,10);
  168.                                         FDC_CH3.Normal=From_History_Get_Average(FDC_CH3.History,10);
  169.                                         FDC_CH4.Normal=From_History_Get_Average(FDC_CH4.History,10);
  170.                                         FDC_CH5.Normal=From_History_Get_Average(FDC_CH5.History,10);
  171.                                         OLED_Clear();OLED_Refresh_Gram();
  172.                                         step=1;timer=39;
  173.                                 }
  174.                                 else //倒计时未到
  175.                                 {
  176.                                         timer--;       
  177.                                         OLED_SHOW_Imag(0,0,32,32,(u8*)gImage_qing,2,0);
  178.                                         OLED_SHOW_Imag(32,0,32,32,(u8*)gImage_wu,2,0);
  179.                                         OLED_SHOW_Imag(64,0,32,32,(u8*)gImage_chu,2,0);
  180.                                         OLED_SHOW_Imag(96,0,32,32,(u8*)gImage_peng,2,0);
  181.                                         OLED_SHOW_Imag(0,32,24,24,(u8*)gImage_xun,2,0);
  182.                                         OLED_SHOW_Imag(24,32,24,24,(u8*)gImage_lian,2,0);

  184.                                         OLED_Refresh_Gram();
  185.                                 }       
  186.                                 break;
  187.                         case 1://校准Put值
  188.                                 if(timer<=0)//倒计时时间到
  189.                                 {
  190.                                         FDC_CH0.Put=From_History_Get_Average(FDC_CH0.History,10);
  191.                                         FDC_CH1.Put=From_History_Get_Average(FDC_CH1.History,10);
  192.                                         FDC_CH2.Put=From_History_Get_Average(FDC_CH2.History,10);
  193.                                         FDC_CH3.Put=From_History_Get_Average(FDC_CH3.History,10);
  194.                                         FDC_CH4.Put=From_History_Get_Average(FDC_CH4.History,10);
  195.                                         FDC_CH5.Put=From_History_Get_Average(FDC_CH5.History,10);
  196.                                         step=2;timer=39;
  197.                                 }
  198.                                 else //倒计时时间未到
  199.                                 {
  200.                                         timer--;       
  201.                                         OLED_SHOW_Imag(0,0,32,32,(u8*)gImage_fang,2,0);
  202.                                         OLED_SHOW_Imag(32,0,32,32,(u8*)gImage_zhi,2,0);
  203.                                         OLED_SHOW_Imag(64,0,32,32,(u8*)gImage_shou,2,0);
  204.                                         OLED_SHOW_Imag(96,0,32,32,(u8*)gImage_zhang,2,0);
  205.                                         sprintf((char *)s,"Counter:%d",timer/10);
  206.                                         OLED_ShowString(0,32,s);
  207.                                         OLED_Refresh_Gram();
  208.                                 }
  209.                         break;
  210.                         case 2://计算阈值
  211.                                         FDC_CH0.Threshold=(FDC_CH0.Put+FDC_CH0.Normal)/2;
  212.                                         FDC_CH1.Threshold=(FDC_CH1.Put+FDC_CH1.Normal)/2;
  213.                                         FDC_CH2.Threshold=(FDC_CH2.Put+FDC_CH2.Normal)/2;
  214.                                         FDC_CH3.Threshold=(FDC_CH3.Put+FDC_CH3.Normal)/2;
  215.                                         FDC_CH4.Threshold=(FDC_CH4.Put+FDC_CH4.Normal)/2;
  216.                                         FDC_CH5.Threshold=(FDC_CH5.Put+FDC_CH5.Normal)/2;
  217.                                         Data_BackUp();
  218.                                         OLED_Clear();
  219.                                         step=4;
  220.                         break;
  221.                         case 3://读取数据
  222.                                 Data_Load();
  223.                                 step=4;
  224.                         break;
  225.                         case 4://清屏
  226.                                         OLED_Clear();
  227.                                         step=5;
  228.                         break;
  229.                         case 5://状态解算
  230.                                         FDC_CH0.STA<<=1;
  231.                                         FDC_CH1.STA<<=1;
  232.                                         FDC_CH2.STA<<=1;
  233.                                         FDC_CH3.STA<<=1;
  234.                                         FDC_CH4.STA<<=1;
  235.                                         FDC_CH5.STA<<=1;
  236.                                        
  237.                                         if( FDC_CH0.Now < FDC_CH0.Threshold )
  238.                                                         FDC_CH0.STA|=0x01;
  239.                                                 else
  240.                                                         FDC_CH0.STA&=0xfe;
  241.                                         if( FDC_CH1.Now < FDC_CH1.Threshold )
  242.                                                         FDC_CH1.STA|=0x01;
  243.                                                 else
  244.                                                         FDC_CH1.STA&=0xfe;
  245.                                         if( FDC_CH2.Now < FDC_CH2.Threshold )
  246.                                                         FDC_CH2.STA|=0x01;
  247.                                                 else
  248.                                                         FDC_CH2.STA&=0xfe;
  249.                                         if( FDC_CH3.Now < FDC_CH3.Threshold )
  250.                                                         FDC_CH3.STA|=0x01;
  251.                                                 else
  252.                                                         FDC_CH3.STA&=0xfe;
  253.                                         if( FDC_CH4.Now < FDC_CH4.Threshold )
  254.                                                         FDC_CH4.STA|=0x01;
  255.                                                 else
  256.                                                         FDC_CH4.STA&=0xfe;
  257.                                         if( FDC_CH5.Now < FDC_CH5.Threshold )
  258.                                                         FDC_CH5.STA|=0x01;
  259.                                                 else
  260.                                                         FDC_CH5.STA&=0xfe;
  261.                                                
  262.                                         STA = ((FDC_CH5.STA&0x01)<<5) | ((FDC_CH4.STA&0x01)<<4) | ((FDC_CH3.STA&0x01)<<3) | ((FDC_CH2.STA&0x01)<<2) | ((FDC_CH1.STA&0x01)<<1) | (FDC_CH0.STA&0x01);
  263.                                        
  264.                                         key_sta = KEY_Scan(0);
  265.                                         if(key_sta != 0)
  266.                                                         OLED_Clear(),timer=19;
  267.                                         if( key_sta ==  KEY0_PRES)//换模式
  268.                                                 mode=!mode;
  269.                                         if( key_sta ==  WKUP_PRES)//换模式，附加模式
  270.                                         {
  271.                                                 if(mode == 2)
  272.                                                         mode=3;
  273.                                                 else
  274.                                                         mode=2;
  275.                                         }
  276.                                        
  277.                                         switch(mode)
  278.                                         {
  279.                                                 case 0:step=7;break;
  280.                                                 case 1:step=8;break;
  281.                                                 case 2:step=9;break;
  282.                                                 case 3:step=10;break;
  283.                                         }
  284.                                        
  285.                                         if(key_sta == KEY1_PRES)//去校准
  286.                                         {
  287.                                                 step=0;
  288.                                                 timer=19;
  289.                                         }
  290.                                        
  291.                                        
  292.                         break;
  293.                         case 7://猜拳
  294.                                 if(timer>0)//倒计时时间未到
  295.                                 {
  296.                                         timer--;
  297.                                         OLED_SHOW_Imag(60,16,16,16,(u8*)cai,2,0),OLED_SHOW_Imag(76,16,16,16,(u8*)quan,2,0);
  298.                                         OLED_Refresh_Gram();
  299.                                 }
  300.                                 else //倒计时到
  301.                                 {
  302.                                         switch(STA)
  303.                                         {
  304.                                                 case HAND_FORMS_JD:
  305.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_jiandao,1,0);
  306.                                                 if(pwm>60)
  307.                 {
  308.                                                 TIM_SetCompare3(TIM2,pwm--);
  309.                                                         delay_ms(10);
  310.                 }
  311.                                                                 OLED_Refresh_Gram();
  312.                                                 break;
  313.                                                 case HAND_FORMS_ST:
  314.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_shitou,1,0);
  315.                                         if(pwm==60|pwm<190)
  316.                                                 {
  317.                                                 //        pwm=190;
  318.                                                         TIM_SetCompare3(TIM2,pwm++);
  319.                                                         delay_ms(10);}
  320.                                                 OLED_Refresh_Gram();
  321.                                                 break;
  322.                                                 case HAND_FORMS_B:
  323.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_bu,1,0);
  324. //                                                        TIM_SetCompare3(TIM2,0);
  325.                                                 OLED_Refresh_Gram();
  326.                                                 break;
  327.                                                 default:
  328.                                                         OLED_Fill(30,0,94,64,0);OLED_Refresh_Gram();
  329.                                                 break;
  330.                                                
  331.                                         }
  332.                                         step=5;
  333.                                 }       

  335.                         break;
  336.                         case 8://划拳
  337.                                 if(timer>0)//倒计时时间未到
  338.                                 {
  339.                                         timer--;       
  340.                                         OLED_SHOW_Imag(60,16,16,16,(u8*)hua,2,0),OLED_SHOW_Imag(76,16,16,16,(u8*)quan,2,0);
  341.                                         OLED_Refresh_Gram();
  342.                                 }
  343.                                 else //倒计时到
  344.                                 {
  345.                                        
  346.                                         switch(STA)
  347.                                         {
  348.                                                 case HAND_FORMS_ONE:
  349.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_one,1,0);OLED_Refresh_Gram();                       
  350.                                                 break;
  351.                                                 case HAND_FORMS_TWO:
  352.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_two,1,0);OLED_Refresh_Gram();
  353.                                                 break;
  354.                                                 case HAND_FORMS_THREE:
  355.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_three,1,0);OLED_Refresh_Gram();
  356.                                                 break;
  357.                                                 case HAND_FORMS_FOUR:
  358.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_foul,1,0);OLED_Refresh_Gram();
  359.                                                 break;
  360.                                                 case HAND_FORMS_FIVE:
  361.                                                         OLED_SHOW_Imag(30,0,64,64,(u8 *)gImage_five,1,0);OLED_Refresh_Gram();
  362.                                                 break;
  363.                                                 default:
  364.                                                         OLED_Fill(30,0,94,64,0);OLED_Refresh_Gram();
  365.                                                 break;
  366.                                         }       
  367.                                         step=5;
  368.                                 }       

  370.                         break;       
  371.                         case 9://手指琴
  372.                                 if(timer>0)//倒计时时间未到
  373.                                 {
  374.                                         timer--;       
  375.                                         OLED_ShowString(15,16,(u8*)"Finger Piano");
  376.                                         OLED_Refresh_Gram();
  377.                                 }
  378.                                 else //倒计时到
  379.                                 {
  380.                                        
  381.                                         switch(STA)
  382.                                         {
  383.                                                 case FINGER_PIANO_1:        TIM1->PSC=7;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  384.                                                 case FINGER_PIANO_2:        TIM1->PSC=6;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  385.                                                 case FINGER_PIANO_3:        TIM1->PSC=5;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  386.                                                 case FINGER_PIANO_4:        TIM1->PSC=4;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  387.                                                 case FINGER_PIANO_5:        TIM1->PSC=3;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  388.                                                 case FINGER_PIANO_1|FINGER_PIANO_2:        TIM1->PSC=13;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  389.                                                 case FINGER_PIANO_1|FINGER_PIANO_3:        TIM1->PSC=12;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  390.                                                 case FINGER_PIANO_1|FINGER_PIANO_4:        TIM1->PSC=11;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  391.                                                 case FINGER_PIANO_1|FINGER_PIANO_5:        TIM1->PSC=10;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  392.                                                 case FINGER_PIANO_2|FINGER_PIANO_3:        TIM1->PSC=9;TIM1->CCR4=VOLUME;        break;
  393.                                                 default :TIM1->CCR4=0;//比较值,音量设置
  394.                                                 break;
  395.                                         }

  397. //                                               
  398.                                         step=5;
  399.                                 }       
  400.                         break;
  401.                         case 10://划拳（扩充）
  402.                                         if(timer>0)//倒计时时间未到
  403.                                         {
  404.                                                 timer--;
  405.                                                 OLED_SHOW_Imag(60,16,16,16,(u8*)hua,2,0),OLED_SHOW_Imag(76,16,16,16,(u8*)quan,2,0);
  406.                                                 OLED_ShowString(60,32,(u8*)"plus");
  407.                                                 OLED_Refresh_Gram();
  408.                                         }
  409.                                         else //倒计时到
  410.                                         {
  411.                                                
  412.                                                 switch(STA)
  413.                                                 {
  414.                                                         case HAND_FORMS_ONE:OLED_Fill(64,0,128,64,0);
  415.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,64,64,(u8 *)gImage_1,1,1);OLED_Refresh_Gram();                       
  416.                                                         break;
  417.                                                         case HAND_FORMS_TWO:OLED_Fill(64,0,128,64,0);
  418.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,64,64,(u8 *)gImage_2,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  419.                                                         break;
  420.                                                         case HAND_FORMS_THREE:OLED_Fill(64,0,128,64,0);
  421.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,64,64,(u8 *)gImage_3,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  422.                                                         break;
  423.                                                         case HAND_FORMS_FOUR:OLED_Fill(64,0,128,64,0);
  424.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,64,64,(u8 *)gImage_4,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  425.                                                         break;
  426.                                                         case HAND_FORMS_FIVE:OLED_Fill(64,0,128,64,0);
  427.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,64,64,(u8 *)gImage_5,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  428.                                                         break;
  429.                                                         case HAND_FORMS_SIX:
  430.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,96,64,(u8 *)gImage_6,1,0);OLED_Refresh_Gram();                       
  431.                                                         break;
  432.                                                         case HAND_FORMS_SIVEN:
  433.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,96,64,(u8 *)gImage_7,1,0);OLED_Refresh_Gram();
  434.                                                         break;
  435.                                                         case HAND_FORMS_EIGHT:
  436.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,96,64,(u8 *)gImage_8,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  437.                                                         break;
  438.                                                         case HAND_FORMS_NINE:
  439.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,96,64,(u8 *)gImage_9,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  440.                                                         break;
  441.                                                         case HAND_FORMS_TEN:
  442.                                                                 OLED_SHOW_Imag(0,0,96,64,(u8 *)gImage_10,1,1);OLED_Refresh_Gram();
  443.                                                         break;
  444.                                                         default:
  445.                                                                 OLED_Clear();OLED_Refresh_Gram();
  446.                                                         break;
  447.                                                 }       
  448.                                                 step=5;
  449.                                         }
  450.                         break;
  451.                         default:
  452.                                         OLED_Fill(0,0,128,64,1);OLED_Refresh_Gram();delay_ms(10000);
  453.                         break;
  454.                        
  455.                 }
  456.         }
  457. }
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ID:349706 发表于 2018-11-6 14:11 | 显示全部楼层
除了题目要求以外的拓展功能：
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ID:349706 发表于 2018-11-6 14:12 | 显示全部楼层
划拳plus：识别6~10特殊手势
拇指琴：利用蜂鸣器发出不同音调的声音
2s快速校准手型，适用于更多人
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ID:1 发表于 2018-11-9 00:50 | 显示全部楼层
好资料，51黑有你更精彩!!!
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